近日，我院青年教师李欢欢与浙江大学陆俊教授合作在国际顶级期刊Advanced Materials（《先进材料》）发表了题为“Dynamically Favorable Ion Channels Enabled by a Hybrid Ionic-Electronic Conducting Film toward Highly Reversible Zinc Metal Anodes”的研究论文。
水系锌离子电池具备高安全、环境友好以及高性价比等优势，被广泛认为是最具应用前景的电化学储能系统之一。然而在实际应用时，锌负极一侧还有诸多关键科学问题亟待解决，主要包括：锌金属表面电场分布不均，致使Zn²⁺无序沉积；此外，析氢和腐蚀等寄生反应也会影响锌离子沉积/剥离的可逆性。
针对以上问题，该研究发展了一种可扩展的喷涂方法，在锌负极上创新性得引入由g-C3N4和导电聚合物（CP）-聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）组成的杂化离子-电子导电油墨。使用该方法，CP中PEDOT和PSS链段之间的相分离有效降低了界面阻抗，使得电极界面处的电场分布更加均匀。此外，g-C3N4/CP杂化涂层中的含N物种和磺酸基团具有强亲锌性，能使界面处Zn2+突破Zn(H2O)62+的溶剂化束缚，降低形核势垒的同时抑制HER和其它副反应。该涂层不仅提高了锌负极的库仑效率和循环稳定性，而且制备过程简单、高效，具备规模化应用的前景。
李欢欢为本文的第一作者，硕士研究生李金龙同学开展了主要的研究工作，浙江大学陆俊教授、我院教授白光月、白正宇为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金，绿色化学介质与反应教育部重点实验室、绿色化学与电源材料学科创新引智基地支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202410249
（化学化工学院 王曼曼 蒋涛）